(57)【要約】【課題】内燃機関の潤滑油供給装置において、機関摺動部におけるフリクションの増大を抑制しつつ、オイルパンにおける潤滑油の温度上昇の遅延に伴ってスラッジの生成を促進する触媒が生成されることを抑制することを可能とする内燃機関の潤滑油供給装置を提供する。【解決手段】オイルパンに貯留される潤滑油は、吐出量可変式のオイルポンプにより機関摺動部に供給される。電子制御装置は、油温センサから検出されるオイルパンの潤滑油の油温ＴＨＯが所定温度α未満であるときに、オイルポンプの吐出圧を増大させることによって、機関摺動部に供給する潤滑油の量を増大させる増大処理を実行する油量増大制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルパンに貯留される潤滑油をオイルポンプにより機関摺動部に供給する内燃機関の潤滑油供給装置であって、
前記オイルパンに貯留される潤滑油の温度を検出する油温検出手段と、
前記油温検出手段により検出される潤滑油温が所定温度未満であるときに、前記機関摺動部に供給する潤滑油の量を増大させる増大処理を実行する油量増大手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の潤滑油供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の潤滑油供給装置において、
前記油量増大手段は、前記油温検出手段により検出される潤滑油温が低いときほど、前記増大処理において潤滑油の量を増大させる際の増大量を大きな値に設定する
ことを特徴とする内燃機関の潤滑油供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の潤滑油供給装置において、
前記オイルポンプはその吐出量を変更可能な吐出量可変式のオイルポンプであり、
前記油量増大手段は、前記増大処理に際して前記オイルポンプの吐出量を増大させる
ことを特徴とする内燃機関の潤滑油供給装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の内燃機関の潤滑油供給装置において、
前記オイルポンプはその吐出量を制御する流量制御弁をさらに備え、
前記油量増大手段は前記増大処理に際して前記流量制御弁の開度を大きくする
ことを特徴とする内燃機関の潤滑油供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の機関摺動部に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑油供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１にも記載されるように、内燃機関の潤滑油供給装置においては、オイルパンの潤滑油がオイルポンプの作動を通じて圧送され、シリンダ内壁等、各機関摺動部へ供給される。このように機関摺動部に供給された潤滑油は、同機関摺動部からオイルパンに戻される。そして、このオイルパンに戻された潤滑油は、オイルポンプによって再び機関摺動部に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８０２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような潤滑油供給装置において、内燃機関の暖機が完了する前等、冷間時には潤滑油の粘度が高くなることにより機関摺動部におけるフリクションが増大するおそれがある。そこで、オイルポンプを以下のように制御することが考えられる。すなわち、潤滑油の粘度が高くなる冷間時に、オイルポンプの吐出圧を低下させることにより、機関摺動部へ供給される潤滑油量を減少させる。こうした制御を行うことにより、機関摺動部に供給された潤滑油の温度が上昇しやすくなり、機関摺動部における潤滑油の粘度が低下するようになる。
【０００５】
このように機関摺動部に供給される潤滑油量を減少させることで潤滑油の粘度は確かに低下するようになるが、潤滑油量が制限されて十分な潤滑能力を確保できないため、フリクションの増大抑制効果については自ずと限界があるものとなる。また、機関摺動部へ供給する潤滑油量を減少させると、潤滑油が機関摺動部から伝達される総熱量が減少するため、オイルパンに貯留される分も含め潤滑油全体の温度上昇が遅延するおそれがある。そして、このように潤滑油の温度上昇が遅延すると、以下のような不都合が無視できないものとなる。すなわち、機関運転に伴って燃焼室からクランクケースにブローバイガスが漏出すると、そのブローバイガスはオイルパンに貯留されている潤滑油と接触するようになる。その際、潤滑油の温度が低いと、ブローバイガスの温度が低くなりブローバイガスの水分が結露するようになる。このように結露した水分とＮＯｘやＳＯｘとの反応によって生じる酸性物質は、潤滑油中におけるスラッジの生成を促進する触媒となる。そして、こうした酸性物質を触媒としてスラッジの生成が促進されると潤滑油の早期劣化を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の潤滑油供給装置において、機関摺動部におけるフリクションの増大を抑制しつつ、オイルパンにおける潤滑油の温度上昇の遅延に伴ってスラッジの生成を促進する触媒が生成されることを抑制することを可能とする内燃機関の潤滑油供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、オイルパンに貯留される潤滑油をオイルポンプにより機関摺動部に供給する内燃機関の潤滑油供給装置であって、前記オイルパンに貯留される潤滑油の温度を検出する油温検出手段と、前記油温検出手段により検出される潤滑油温が所定温度未満であるときに、前記機関摺動部に供給する潤滑油の量を増大させる増大処理を実行する油量増大手段とを備えることをその要旨とする。
【０００８】
上記構成では、潤滑油温が所定温度未満であるときに、機関摺動部に供給する潤滑油の量を増大させるようにしているため、機関摺動部から潤滑油に伝達される総熱量が増大し機関摺動部と潤滑油との熱交換が促進されるようになる。そのため、オイルパンに貯留される分も含め潤滑油全体の温度を早期に上昇させることができる。そしてこうした温度上昇により潤滑油の粘性が低下するようになるため、機関摺動部におけるフリクションの増大を抑制することができるようになる。また、このように潤滑油の温度を早期に上昇させることにより、ブローバイガスの水分とＮＯｘやＳＯｘとの反応によって酸性物質が生じることに起因してスラッジの生成を促進する触媒が生成されることを抑制することが可能となる。なお、本明細書において、「機関摺動部」には機械的な部材の接触が生じる部位の他、ピストン及びシリンダ等、冷却を目的として潤滑油を供給する部位を含むものとする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の潤滑油供給装置において、前記油量増大手段は、前記油温検出手段により検出される潤滑油温が低いときほど、前記増大処理において潤滑油の量を増大させる際の増大量を大きな値に設定することをその要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、潤滑油の温度が低いとき、すなわち、フリクションの増大やスラッジの生成を促進する触媒の生成が顕著になる状況下にあるときほど、より多くの潤滑油を機関摺動部に供給することにより、潤滑油温度の早期上昇を図るようにしているため、フリクションの増大やスラッジの生成を促進する触媒が生成されることを好適に抑制することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のように、前記オイルポンプはその吐出量を変更可能な吐出量可変式のオイルポンプであり、前記油量増大手段は、前記増大処理に際して前記オイルポンプの吐出量を増大させるといった構成や、請求項４に記載のように、前記オイルポンプはその吐出量を制御する流量制御弁をさらに備え、前記油量増大手段は前記増大処理に際して前記流量制御弁の開度を大きくするといった構成を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態であって潤滑油供給装置を備えた内燃機関についてその概略構成を表すブロック図。
【図２】同実施形態にかかる油量増大制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】ピストン及びシリンダヘッド、潤滑油の温度について、時間的推移を示すグラフ。
【図４】第２の実施形態にかかる油量増大制御の処理手順を示すフローチャート。
【図５】本実施形態の潤滑油の増大係数を設定するためのマップ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の潤滑油供給装置を具体化した第１の実施形態について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１に、本実施形態が適用される内燃機関の構成を示す。同図１に示すように、内燃機関１０のシリンダブロック１４の内部にはピストン１１が往復動可能に収容されている。そして、このピストン１１の頂面とシリンダヘッド１３及びシリンダブロック１４の内壁とにより燃焼室１５が区画形成されている。この燃焼室１５に導入された吸入空気と燃料との混合気は燃焼室１５において燃焼した後、同燃焼室１５から排出される。
【００１５】
また、シリンダブロック１４を形成するクランクケースの底部には、潤滑油が貯留されるオイルパン１６が取り付けられている。このオイルパン１６に貯留される潤滑油は、吐出量可変式のオイルポンプ２５によって汲み上げられ、供給通路２２を通って燃焼室１５の内壁をはじめとする内燃機関１０の各摺動部（機関摺動部）に供給される。このオイルポンプ２５には潤滑油の吐出量（吐出圧）を調節する調量機構（図示略）が設けられており、この調量機構を通じてオイルポンプ２５から供給通路２２を通じて機関摺動部に供給される潤滑油の量が制御される。また、供給通路２２にあって上流側端部には、潤滑油に含まれる不純物のうち比較的大きなものを濾過するオイルストレーナ２１が設けられている。さらに供給通路２２にあってオイルポンプ２５よりも下流側には、オイルに含まれる不純物のうち比較的小さなものを濾過するオイルフィルタ２６が設けられている。
【００１６】
こうした供給通路２２を介してオイルポンプ２５によって汲み上げられた潤滑油は、内燃機関１０の各部に供給される。例えば、上記潤滑油は、図示しない通路を介して内燃機関１０の動弁系に供給される。その他、潤滑油はジェット機構２３に供給され、同ジェット機構２３によって燃焼室１５の内壁及びピストン１１に向かって噴射される。こうしてジェット機構２３により潤滑油が噴射供給されることにより、燃焼室１５の内壁とピストン１１との摺動面の摩耗が抑制されるとともに、ピストン１１が冷却される。
【００１７】
電子制御装置３０には、オイルパン１６の潤滑油温度（油温ＴＨＯ）を検出する油温センサ３１を含む各種センサからの出力信号が入力される。そして、電子制御装置３０は、これら各種センサからの出力信号に基づいて機関運転状態を把握し、これに応じてオイルポンプ２５の潤滑油の吐出量制御を含む内燃機関１０の各種制御を実行する。
【００１８】
ところで上述したように、こうした内燃機関１０においては、潤滑油全体の温度上昇が遅延すると、ブローバイガスの水分とＮＯｘやＳＯｘとの反応によって酸性物質が生じることに起因してスラッジの生成を促進する触媒が生成されるおそれがある。
【００１９】
そこで、本実施形態においては、機関摺動部におけるフリクションの増大を抑制しつつ、オイルパン１６における潤滑油の温度上昇を促進させるために、ジェット機構２３やシリンダヘッド１３に設けられた動弁系等、機関摺動部に供給する潤滑油量を増大させる油量増大制御を実行するようにしている。この油量増大制御の処理手順を図２のフローチャートに示す。本処理は電子制御装置３０により、機関運転中に周期的に実行されている。
【００２０】
この一連の処理では、まずオイルパン１６の潤滑油の温度である油温ＴＨＯが読み込まれる（ステップＳ１１０）。次に、読み込まれた油温ＴＨＯが所定温度α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１２０）。そして、油温ＴＨＯが所定温度α以上であると判断されると（ステップＳ１２０：ＮＯ）、スラッジの生成を促進する触媒が生成される状況にないとして、オイルポンプ２５の吐出圧が標準圧力に設定される（ステップＳ１４０）。
【００２１】
一方、油温ＴＨＯが所定温度α未満であると判断されると（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、スラッジの生成を促進する触媒が生成されることが懸念される状況にあるとして、オイルポンプ２５の吐出圧を増大させる（ステップＳ１３０）。同ステップＳ１３０においては、具体的には、オイルポンプ２５の吐出圧を上記標準圧力より大きい圧力である所定圧力に設定することによって、オイルポンプ２５の吐出圧を増大するようにしている。こうしてオイルポンプ２５の吐出圧を増大させることにより、機関摺動部に供給される潤滑油の量を増大させる増大処理が実行される。なお、所定温度αは、オイルパン１６の潤滑油の温度が同所定温度α未満である場合に、上述のようにスラッジの生成を促進する触媒が生成されることが懸念される温度に設定されており、実験等によって予め設定された値である。
【００２２】
こうして、オイルポンプ２５の吐出圧がステップＳ１３０にて増大された後、又はステップＳ１４０にて標準圧力に設定された後、本処理は一旦終了される。
図３に、潤滑油が熱を受けるピストン１１及びシリンダヘッド１３の温度と、潤滑油の温度について、時間的推移を示す。同図３に示すように、油量増大制御により潤滑油量を増大させた場合（図３に実線にて図示）は、潤滑油量を増大させない場合（図３に一点鎖線にて図示）と比較して、内燃機関１０の各部から潤滑油に伝わる熱量が増大するため、ピストン１１及びシリンダヘッド１３の温度上昇が抑えられる一方、潤滑油の温度が早期に上昇する。
【００２３】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）油温ＴＨＯが所定温度α未満であるときに、オイルポンプ２５の吐出圧を増大させることによって機関摺動部に供給する潤滑油の量を増大させるようにしているため、機関摺動部から潤滑油に伝達される総熱量が増大し機関摺動部と潤滑油との熱交換が促進されるようになる。そのため、オイルパン１６に貯留される分も含め潤滑油全体の温度を早期に上昇させることができる。そしてこうした温度上昇により潤滑油の粘性が低下するようになるため、機関摺動部におけるフリクションの増大を抑制することができるようになる。また、このように潤滑油の温度を早期に上昇させることにより、ブローバイガスの水分とＮＯｘやＳＯｘとの反応によって酸性物質が生じることに起因してスラッジの生成を促進する触媒が生成されることを抑制することが可能となる。
【００２４】
（第２の実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の潤滑油供給装置を具体化した第２の実施形態について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態と上記第１の実施形態とは、先の図２に示した油量増大制御における処理手順の一部が異なっている。以下では、そうした相違点を中心に、本実施形態にて実行される油量増大制御について説明する。なお、本処理は電子制御装置３０により、機関運転中に周期的に実行されている。
【００２５】
本処理が開始されると、先の図２に示したように、油温ＴＨＯが読み込まれ（ステップＳ１１０）、読み込まれた油温ＴＨＯが所定温度α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１２０）。そして、油温ＴＨＯが所定温度α以上であると判断されると（ステップＳ１２０：ＮＯ）、オイルポンプ２５の吐出圧を標準圧力に設定した後（ステップＳ１４０）、本処理は一旦終了される。なお、所定温度αの設定については上記第１の実施形態と同様である。
【００２６】
一方、油温ＴＨＯが所定温度α未満であると判断されると（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、図４に示すように、油温ＴＨＯに基づいて潤滑油の増大係数Ｋが設定される（ステップＳ１２２）。この増大係数Ｋ（≧１．０）の設定は、図５に示すマップに基づいて行われ、同図５に示すように、油温ＴＨＯが低いときほど増大係数Ｋが大きな値に設定される。
【００２７】
そして、上述のように設定された増大係数Ｋに基づいてオイルポンプ２５の吐出圧を増大させる（ステップＳ１２４）。すなわち、オイルポンプ２５の標準吐出圧を「Ｐｄ」とすると、以下の式に基づいてオイルポンプ２５の吐出圧Ｐが設定される。
【００２８】
Ｐ←Ｐｄ・Ｋ  ・・・（１）
したがって、このように増大係数Ｋに基づいてオイルポンプ２５の吐出圧を増大させることにより、油温ＴＨＯが低いときほど潤滑油量の増大量を大きな値に設定されることとなる。こうして増大係数Ｋに基づいてオイルポンプ２５の吐出圧を増大させた後、本処理は一旦終了される。
【００２９】
以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態における（１）の効果に準ずる効果に加え、以下の効果が得られるようになる。
（２）潤滑油の温度が低いとき、すなわち、フリクションの増大やスラッジの生成を促進する触媒の生成が顕著になる状況下にあるときほど、より多くの潤滑油を機関摺動部に供給することにより、潤滑油温度の早期上昇を図るようにしているため、フリクションの増大やスラッジの生成を促進する触媒が生成されることを好適に抑制することができる。
【００３０】
尚、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１及び第２の実施形態においては、オイルポンプとして吐出量を変更可能な吐出量可変式のオイルポンプを採用するとともに、同オイルポンプの吐出量を増大させることによって潤滑油量を増大させるようにしていたが、オイルポンプは必ずしも吐出量可変式である必要はない。例えば、潤滑油を供給する供給通路にあってオイルポンプの下流側に流量制御弁をさらに備え、同流量制御弁の開度を大きく制御することによって機関摺動部に供給される潤滑油量を増大させるようにしてもよい。
【００３１】
・上記第２の実施形態においては、増大係数Ｋを図５に示したマップに基づいて設定するようにしていたが、同増大係数Ｋの設定態様はこれに限定されず、油温ＴＨＯが低いときほど増大係数Ｋが大きな値に設定されるような態様を有していればよい。
【００３２】
・上記第１及び第２の実施形態においては、オイルパン１６の潤滑油の温度を油温センサ３１によって直接検出していた。この他、機関冷却水温等に基づいてオイルパンの潤滑油を推定してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０…内燃機関、１１…ピストン、１３…シリンダヘッド、１４…シリンダブロック、１５…燃焼室、１６…オイルパン、２１…オイルストレーナ、２２…供給通路、２３…ジェット機構、２５…オイルポンプ、２６…オイルフィルタ、３０…電子制御装置（潤滑油供給装置、油量増大手段）、３１…油温センサ（油温検出手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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